[发明专利]一种荧光响应的自愈性水凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供了一种荧光响应的自愈性水凝胶及其制备方法。该制备方法包括：在90℃‑100℃下，将聚乙烯醇、壳聚糖、脂多糖溶于水中，得到溶胶，加热1.5h‑4h，其中，溶胶中聚乙烯醇的质量浓度为20％‑40％；向溶胶中加入小分子化合物，得到凝胶，在80℃‑90℃下，恒温加热1h‑2h；向凝胶中加入碳量子点水溶液，经过冷却、压制，得到荧光响应的自愈性水凝胶。本发明的荧光响应的自愈性水凝胶同时具备荧光响应和较好的自愈性能。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶的制备方法，尤其涉及一种具有荧光响应的、自愈性水凝胶的制备方法，属于凝胶材料制备技术领域。

背景技术

水凝胶具有一定的自愈能力，然而使用现有方法制备的可在潮湿环境和水下应用的超快速自愈性水凝胶(无外部刺激)仍然具有挑战性。

光学聚合物材料的主要制备方法是使用能够与聚合物形成动态配位的有机发色团或发光镧系金属(例如Eu和Tb)。然而，由于镧系元素的宝贵性质和大规模合成有机发色团的困难，这些方法不是生产新的自愈合荧光着色材料的最佳选择。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种同时具备荧光响应和较好自愈性能的水凝胶。

为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种荧光响应的自愈性水凝胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤一：在90℃-100℃下，将聚乙烯醇、壳聚糖、脂多糖溶于水中，得到溶胶，加热1.5h-4h，其中，溶胶中聚乙烯醇的质量浓度为20％-40％；

步骤二：向溶胶中加入小分子化合物，得到凝胶，在80℃-90℃下，恒温加热1h-2h；

步骤三：向凝胶中加入碳量子点水溶液，经过冷却、压制，得到荧光响应的自愈性水凝胶；其中，每60g凝胶中加入1mL-3mL的碳量子点水溶液。

在本发明的制备方法中，步骤一可以在98℃下进行。是将聚乙烯醇、壳聚糖、脂多糖一起溶于水中。

在步骤一中，溶胶中聚乙烯醇的质量浓度可以为20％、30％。加热可以在油浴中进行，比如，可以在硅油浴中进行加热步骤。

其中，采用的聚乙烯醇、脂多糖、壳聚糖均含有大量的羟基和氨基的高分子聚合物。

在本发明的制备方法中，优选地，采用的聚乙烯醇、脂多糖、壳聚糖的质量比为20:1:1-40:1:1；脂多糖与壳聚糖的质量比为1:1-1.5:1。

在本发明的制备方法中，优选地，采用的脂多糖为琼脂糖。

在本发明的制备方法中，步骤二可以在油浴中进行加热，比如在硅油浴中。

在步骤二中，向凝胶中加入小分子化合物，其中，小分子化合物作为嵌合剂，嵌合不同的聚乙烯醇分子，通过形成氢键将不同的聚乙烯醇分子连接起来，从而形成可逆修复网络。优选地，采用的小分子化合物为包含3-4个可以与羟基生成氢键的基团的小分子化合物。

在本发明的制备方法中，优选地，采用的小分子化合物为丙三醇和四硼酸钠；更优选地，丙三醇和四硼酸钠的体积比为5:1-3:1。比如，丙三醇和四硼酸钠的体积比可以为4:1。

在本发明的制备方法中，优选地，采用的四硼酸钠的质量浓度为0.03mol/L-0.04mol/L。

在本发明的制备方法中，对碳量子点的性质无特殊要求，采用本领域常规的水热法合成的碳量子点即可。优选地，采用的碳量子点水溶液的质量浓度为0.004g/mL。

在本发明的制备方法中，在步骤三中，冷却可以在室温下自然冷却4h-6h；压制可以外加砝码，比如，施加2kg的砝码进行压制。

本发明又提供了一种通过上述制备方法得到的荧光响应的自愈性水凝胶。